轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器在工程實(shí)踐中的應(yīng)用

1、轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器在工程實(shí)踐中的應(yīng)用摘 要轉(zhuǎn)速是旋轉(zhuǎn)設(shè)備重要監(jiān)控指標(biāo)之一，轉(zhuǎn)速測(cè)量是旋轉(zhuǎn)機(jī)械保護(hù)系統(tǒng)的一種重要方式，轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器相對(duì)常規(guī)檢測(cè)儀表故障率高，其損壞引起的危害程度高，一般儀表工對(duì)之較為陌生，本文從工程應(yīng)用的角度對(duì)兩種測(cè)速傳感器作剖析。以提高轉(zhuǎn)速測(cè)量的可靠性及快速處理相關(guān)故障。關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)速測(cè)量；工作原理；技術(shù)參數(shù)；安裝；常見(jiàn)故障與處理中圖分類(lèi)號(hào)TP文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2011)101-0187-01目前工程上常用的測(cè)速傳感器有兩種，分別是：電渦流式傳感器和磁電感應(yīng)式傳感器，現(xiàn)就這兩種傳感器的特點(diǎn)、使用與維護(hù)檢修作一介紹。1磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器1.

2、1 工作原理磁電式轉(zhuǎn)速傳感器是以磁電感應(yīng)為基本原理來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量的。它由鐵芯、磁鋼、感應(yīng)線圉等部件組成，測(cè)量對(duì)象轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器的磁鐵會(huì)產(chǎn)生磁力線,齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)切割磁力線,磁路由于磁阻變化，在感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的電壓大小，和被測(cè)對(duì)象轉(zhuǎn)速有關(guān)，被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速越快輸出的電壓也就越大，也就是瞬出電壓和轉(zhuǎn)速成正比。但是在被測(cè)物體的轉(zhuǎn)速超過(guò)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量范圍時(shí)，磁路損耗會(huì)過(guò)大，使得輸出電勢(shì)飽和甚至是銳減。1.2 技術(shù)參數(shù)1）輸出波形：近似于正弦波。2 ）輸出信號(hào)幅值：當(dāng)傳感器鐵芯和被測(cè)齒輪齒頂間間隙&=（）.5mm,齒數(shù)z=60,齒輪模數(shù)m=2及40轉(zhuǎn)/

3、分時(shí)，輸出電壓V>70mVo3 ）測(cè)量范圍:0-49999Hzo4 ）使用時(shí)間：連續(xù)使用。5 ）環(huán)境溫度:-2065。6 ）相對(duì)濕度：<65%O7）輸出尺寸：二線制（雙芯屏蔽線X13安裝步驟1）傳感器安裝間隙的確定。該傳感器可采用塞尺測(cè)量安裝間隙的方法進(jìn)行安裝。在探頭端面和被測(cè)面之間塞入設(shè)定安裝間隙厚度的塞尺，安裝間隙約為0.5mm-lmm左右。當(dāng)探頭端面和被測(cè)面壓緊塞尺時(shí)，緊固探頭并鎖緊鎖緊螺母。2）安裝地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離大功率電氣設(shè)備，電纜屏蔽層接地以防磁場(chǎng)干擾，接地電阻符合相應(yīng)規(guī)范要求。3）在被測(cè)軸振動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放大被測(cè)軸與傳感器的距離，以免損壞傳感器。1.4故障判斷與處理1）

4、磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器常見(jiàn)故障如下：信號(hào)輸出電纜接地、短路、斷路；探頭損壞；探頭與電纜接頭處接觸不良。2）故障處理：用500VMQ表測(cè)試電纜芯線間絕緣電阻和對(duì)地絕緣電阻，該阻值應(yīng)大于20MO;短接電纜兩芯線，用萬(wàn)用表檢查電纜導(dǎo)通電阻，該阻值應(yīng)小于1Q,確認(rèn)電纜損壞時(shí)，更換；用萬(wàn)用表檢查傳感器直流電阻，該阻值應(yīng)為2000左右，不同企業(yè)產(chǎn)品略有差異，如直流電阻差異明顯，應(yīng)為探頭損壞，更換；不同廠家的傳感器探頭與電纜的連接方式有差異，有些產(chǎn)品采用焊接連接的方式，有些產(chǎn)品采用插頭插座連接的方式。不論哪種方式的連接，由于傳感器工作環(huán)境均存在不同程度的振動(dòng)，使得接頭處易松動(dòng)從而導(dǎo)致接觸不良，可用萬(wàn)用表檢查，

5、確認(rèn)故障后將其消除。2電渦流式傳感器2.1 工作原理當(dāng)被測(cè)金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時(shí)，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化,而這個(gè)隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過(guò)檢波、濾波、線性補(bǔ)償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，最終完成機(jī)械位移（間隙）轉(zhuǎn)換成電壓（電流X由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測(cè)體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個(gè)電渦流位移傳感器的性能與被測(cè)體有關(guān)。2.2 技術(shù)參數(shù)1）檢測(cè)距離：0.2mm-2.02mm。2 ）測(cè)速范圍:50r/min-99999r/mine3 ）輸出信號(hào)幅值：SOOmvpp（測(cè)試條i牛：50r/min,齒輪齒數(shù)為60,材料為電工鋼，模數(shù)為2，

6、傳感器距離齒頂1mmX4 ）輸出阻抗；200Q-2000Q。5）供電電源：-24Vdc。6 ）負(fù)載：10kQ。7 ）試彳牛材料：45#鋼。8 ）系統(tǒng)組件：8mm探頭、延伸電纜.5m前置器。9 ）環(huán)境溫度:25O10）靈敏度：室溫狀態(tài)下1.7mm線性區(qū)域內(nèi)為7.87V/mm±5%。2.3安裝步驟1）確定延長(zhǎng)電纜的長(zhǎng)度。對(duì)于探頭和延長(zhǎng)電纜的長(zhǎng)度，可有不同的選擇，要決定需要多長(zhǎng)的延長(zhǎng)電纜，首先要確定系統(tǒng)的總長(zhǎng)是5m還是9m的前置器，其次要確定探頭上帶的電纜長(zhǎng)度，最后傳感器系統(tǒng)的總長(zhǎng)減去探頭上帶的電纜長(zhǎng)度就是延長(zhǎng)電纜所需要的長(zhǎng)度。任意的加長(zhǎng)或縮短延長(zhǎng)電纜的長(zhǎng)度均會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。2）機(jī)械間隙安

7、裝法：可用非金屬測(cè)隙規(guī)測(cè)定探頭的間隙，機(jī)械安裝間隙約為1.3mm.o3）間隙電壓安裝方法：將探頭、延伸電纜、前置器連接起來(lái)，并給傳感器系統(tǒng)接上電源，用精度較高的萬(wàn)用表監(jiān)測(cè)前置器的輸出電壓，同時(shí)調(diào)整探頭與被測(cè)面的間隙，當(dāng)前置器的輸出電壓為-10VDC時(shí)，擰緊探頭的緊固螺母固定探頭即可。4）電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣：先用酒精清理接頭表面污物，待酒精揮發(fā)完畢后,用塑料帶纏繞專(zhuān)用電纜接頭，并用熱縮管包裹好。5）前置放大器接線端子連接和緊固：連接傳感器、延長(zhǎng)電顏口前置放大器和顯示儀表。2.4故障判斷與處理1）常見(jiàn)故障。電渦流探頭損壞,電渦流探頭線圈阻值約為100;探頭導(dǎo)線與延伸電纜的連接頭松動(dòng)；延伸電纜與

8、前置器的連接處松動(dòng)；前置器、延伸電纜故障；延伸電纜接地；探頭導(dǎo)線與延伸電纜的連接頭絕緣不好而接地。2）處理方法。更換電渦流探頭；緊固探頭導(dǎo)線與延伸電纜的連接頭；緊固延伸電纜與前置器的連接噱絲；更換前置器、延伸電纜；更換延伸電纜或?qū)⑵鋰Z員接地部分用絕緣帶包好；將探頭導(dǎo)線與延伸電纜的連接頭用熱縮管包裹好。3兩種測(cè)速傳感器的匕取由于渦流式測(cè)量方法具有很寬的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍和較強(qiáng)的測(cè)量信號(hào)，因此渦流式轉(zhuǎn)速傳感器相對(duì)于磁電式轉(zhuǎn)速傳感器具有以下優(yōu)良特性：1）可以測(cè)量0-600000RPM轉(zhuǎn)速范圍；而磁電式轉(zhuǎn)速傳感器在低轉(zhuǎn)速時(shí)信號(hào)弱，而無(wú)法測(cè)>,通常在機(jī)器盤(pán)車(chē)時(shí)，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測(cè)出機(jī)器轉(zhuǎn)速。2）渦流

9、式轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部沒(méi)有磁性元件，因此其不易受外界電磁（下轉(zhuǎn)第204頁(yè)）（上接第187頁(yè)）場(chǎng)干擾，通常磁電式轉(zhuǎn)速傳感器在機(jī)器停止時(shí)，仍然受到工作環(huán)境50Hz工頻脈沖干擾，而有信號(hào)輸出。3）渦流式轉(zhuǎn)速傳感器安裝間隙范圍較競(jìng)，安裝調(diào)整方便，而磁電式轉(zhuǎn)速傳感器安裝間隙范圍較小，安裝調(diào)整困難，且由于其安裝距雕小，易被測(cè)量面磨損。4）渦流式轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部已經(jīng)設(shè)計(jì)了可靠的脈沖轉(zhuǎn)換電路，脈沖形狀規(guī)范，幅度大而且恒定，可以直接和通用的頻率計(jì)或轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表連接，而磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸出脈沖須經(jīng)放大整形才能測(cè)量。5）有些渦流式轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部設(shè)計(jì)有接線錯(cuò)誤及短路保護(hù)電路，任意接線錯(cuò)誤不會(huì)損壞傳感器。6）傳感器采用M16xl不銹鋼螺紋圓鋼管封裝、機(jī)械安裝尺寸與磁電式轉(zhuǎn)速傳感器一致，信號(hào)電纜采用不銹鋼軟管保護(hù)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、防潮、防塵、耐腐蝕，可在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作?；谝陨蟽?yōu)良特性，渦流式轉(zhuǎn)速傳感器已廣泛應(yīng)用于電力、化工、冶金、機(jī)械、紡織行業(yè),取代磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)